岩石地基上扩展基础基底反力分布的分析

扩展式基础的基底反力一般呈非线性分布。数值模拟的结果显示 ,岩石地基上的扩展式独立基础 ,其基底反力分布的非线性特征非常显著 ,并且其分布模式和变化规律与土质地基不同。基础高度 ,即基础与基岩的相对刚度是决定基底反力分布模式的主要因素 ,随着基础和基岩相对刚度从小到大的变化 ,基底反力分布模式从中部集中向接近均匀分布过渡 ,再向边缘集中发展。

加筋风砂土扩展基础的抗拔试验与位移控制计算

承受上拔荷载的扩展基础,可以用上拔位移或上拔荷载作为设计控制条件。在典型沙漠地区进行调研和现场采取土样,进行土工格栅与风砂土的摩擦特性试验,通过室内模型试验研究了上拔荷载作用下土工格栅加筋风砂土地基扩展基础的力学性能,包括荷载、位移、变形、破坏机理和承载能力的研究,提出了有效的土工格栅加筋形式:平铺一层和二层土工格栅。在上述研究基础上,对上拔位移机理进行了分析研究,提出了上拔位移计算模型和上拔位移控制的分析计算方法。

风力机扩展基础基底压力测试与平面度分析

深入研究风力机扩展基础基底压力的变化和分布规律,对完善大尺寸、大偏心浅基础的设计理论和确保我国内陆山区风力机安全稳定地运营都有着重要意义。以内陆残坡积土地基上风力机扩展基础基底压力的现场测试结果为基础,分析了基底压力随时间的长、短期变化特性及分布规律。针对测试结果提出了实测基底压力平面度的概念,并基于平面度对基底压力的规范公式进行了修正。分析表明,基底压力的大小及分布情况与风速和运行工况有密切关系,其分布可能为近似梯形或抛物线形;风轮旋转、机舱振动及风的随机性都会引起基底压力的动态变化,设计计算时不能完全忽略;实测基底压力的分布形态与理想平面分布存在差距,用现行规范对风机基底压力的最大值和最小值进行计算时,建议分别乘以1.2和0.8的修正系数。

上拔与水平力组合作用下加筋风积沙斜柱扩展基础试验

在土工格栅加筋风积沙、土工网垫加筋风积沙以及未加筋风积沙地基条件下,开展了3个不同尺寸斜柱扩展基础上拔水平力组合荷载作用下9个工况的现场试验。根据基础的顶部荷载与位移、基底土压力变化以及地表裂缝分布情况,分析了基础尺寸、加筋材料及其铺设方式对风积沙斜柱扩展基础承载性能的影响规律,研究了加筋风积沙地基的破坏机理。结果表明:加筋风积沙斜柱扩展基础上拔水平力组合荷载作用下①其承载机理是基础底板上方地基压缩挤密—塑性区出现并进一步发展—局部剪切破坏的渐进破坏过程,且地基破裂面具有不对称性;②土工格栅提高了风积沙地基的抗拔和抗倾覆的承载能力和抗变形能力,且铺设层间距越小,改善效果越好;土工网垫由于其易变形特点,不能提高甚至降低了风积沙地基承载能力;③降低基础露头高度、增加基础埋深、扩大基础底板尺寸均可有效提高基础上拔和水平承载力。

陆上风力机圆形扩展基础基底反力及冲切特性研究

采用理论推导和三维有限元计算相结合的方法,研究圆形扩展基础在极限荷载条件下基础与地基间相互作用的变化规律以及地基变形模量、泊松比、内摩擦角等主要因素对基底反力的影响。通过研究提出刚、柔性圆形扩展基础基底反力计算公式和基础环下翼缘结构冲切承载力的简化计算模型,为陆上风力机基础结构优化设计提供支持。

上拔荷载作用下扩展基础的颗粒流数值模拟

对砂土地基上承受上拔荷载作用的扩展基础进行颗粒流数值模拟,并与物理模型试验结果进行了对比。应用PFC2D程序,用细观力学的方法研究上拔荷载作用下砂土的颗粒结构分布、颗粒速度的变化。通过对剪切带颗粒速度的考察,分析颗粒间的咬合摩擦和滑动摩擦,判定出土中滑裂破坏面的位置。数值模拟分析了上拔荷载-基础位移曲线。通过实验室模型试验和现场原型试验,测得土中滑裂破坏体为曲面锥台与圆柱的组合体,其破裂面与颗粒流数值模拟的结果符合良好,并分析了荷载-位移关系。细观力学数值模拟的土中滑裂破坏面和荷载-位移关系能反映物理实物试验的宏观力学特性。

上拔水平力组合荷载作用下混凝土扩展基础承载性能试验

介绍了2个相同尺寸混凝土扩展基础分别在上拔、上拔与水平力组合荷载作用下的室内足尺试验概况,并根据加载过程中的基顶荷载位移、基础主柱纵筋应变、扩大端钢筋和混凝土应变等试验数据,分析了2种荷载工况下混凝土扩展基础的承载变形特性及混凝土裂缝发展规律。结果表明:①上拔和水平力组合荷载作用下,基础上拔荷载位移曲线呈现出两阶段特性,而水平位移曲线随水平力增加近似呈线性增加,水平荷载降低了扩展基础的抗拔承载性能;②上拔和水平力组合荷载作用下,基础主柱横截面部分受拉、部分承压,在基础立柱与底板连接处的拉应力最大,混凝土裂缝未贯穿全截面,而在上拔荷载作用下,混凝土扩展基础主柱全断面受拉,裂缝贯穿全断面。

风积沙地基扩展基础的抗拔机理与计算

通过室内和现场试验，研究了沙漠地区风积沙地基扩展基础受上拔荷载作用的机理和理论计算，并与测试结果进行了对比分析研究．

软弱岩基上扩展基础基底反力分布的分析

数值模拟的结果显示,刚度较弱的岩层地基上的扩展式独立基础,其基底反力分布的非线性特征非常显著,基底反力在基础边缘较集中。假定基底反力为均匀或线性分布来分析基础结构的受力情况,结果会与岩基上扩展基础的实际工作状态有较大的差异,可能使基础处于偏不安全的工作状态。

加筋风砂土地基扩展基础的承压性能

进行了下压荷载作用下加筋风砂土地基扩展基础的承载试验,研究了土工格栅及风砂土的剪切与拉拔摩擦特性,进行了14种不同加筋条件下的模型试验,加筋后下压承载力高于未加筋承载力的11.0%～453.0%。相同埋深时,长条形闭口箱型和双层土工格栅的承载力较高,加筋后的抗位移性能增强。加筋风砂土的承载力是由土体的压缩和抗剪能力、格栅与土的相互摩擦、格栅对土体的约束作用产生的。建立了加筋风砂土地基扩展基础承受下压荷载的理论计算公式,计算值与实测值基本吻合。提出了加强风砂土承压性能的有效方法为铺设长条形闭口箱型土工格栅和双层土工格栅。

沙漠风积沙地基扩展基础抗拔现场试验研究

通过在新疆、宁夏和内蒙古典型沙漠地区完成的现浇混凝土和装配式2种扩展基础在上拔、上拔与水平力组合工况下的25个现场试验,获得了风积沙扩展基础抗拔荷载-位移曲线,并确定了各试验基础的抗拔极限承载力。按照"土重法"计算原理,得到了反映沙漠风积沙地基抗拔承载性能的极限"上拔角"。经统计分析,得到沙漠风积沙极限"上拔角"标准值为16.8°,该值考虑了沙漠风积沙的区域特征、基础型式与尺寸、荷载工况等因素,可为沙漠地区输电线路杆塔基础的工程设计提供依据。

加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔试验

通过3个直柱扩展基础在风积沙和加筋风积沙两种地基条件下的上拔荷载、上拔和水平力组合荷载6个工况的现场试验,研究风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔承载性能和机理。试验结果表明:①上拔荷载下,风积沙和加筋风积沙地基均呈整体突变性破坏;②上拔和水平力组合工况下,风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础的水平荷载主要由基础自重承担,水平位移决定了基础抗拔极限承载性能;③土工格栅可提高风积沙地基抗拔和抗水平力承载性能,上拔、上拔和水平力组合工况下基础的上拔极限承载力较风积沙地基分别提高了21.7%和32.8%。

扩展基础高度确定的简化方法

《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)扩展基础设计中没有给出具体的基础高度的计算公式。根据有关规范推导出一个在设计上能一步到位确定基础最小有效高度的公式,基础高度则可取大于等于最小有效高度和保护层厚度之和,该基础高度必然满足抗冲切要求。

岩石地基上扩展基础的受力特性分析

扩展基础施工简易、造价经济,在工程中应用广泛。但由于岩石地基刚度比基础刚度大、岩石地基变形量小等特点,岩石地基上扩展基础的基底反力和受力特性与土质地基应有所不同。就岩石地基上扩展基础受力特点展开了现场试验和数值计算在内的分析,总结了扩展基础在荷载作用下塑性发展特点及基础高度和配筋率对其影响规律,对比分析了现场试验数据与有限元数值计算结果,指出岩石地基上扩展基础在受力过程具有劈裂破坏特点。结论对岩石地基上扩展基础的设计和研究具有参考意义。

钢筋混凝土扩展基础冲剪承载力试验研究

通过一组试验模型,对扩展基础的冲剪承载力进行了试验研究。试验结果表明,剪切破坏型基础破坏面发挥的抗剪强度在1.43~1.57MPa范围内,即在0.86ft^0.95ft之间;冲切破坏型基础破坏面发挥的抗冲切强度在1.33~1.85MPa范围内,即在0.80ft^1.16ft之间。剪切破坏型基础破坏面抗剪强度的发挥程度低于冲切破坏型基础破坏面抗剪强度的发挥程度。剪切破坏型剪切破坏面的冲剪承载力介于距柱边h0/2处和柱根处验算截面的计算冲剪承载力之间,冲切破坏型基础的冲剪承载力介于距柱边h0和h0/2处验算截面计算冲剪承载力之间。基础底板纵筋配筋率可以提高基础的抗冲剪承载力,在本次试验条件下可以提高15%~20%左右。

柱下单向偏心矩形扩展基础底板弯矩简化算法

《建筑地基基础设计规范》(GB5 0 0 0 7— 2 0 0 2 )中采用的柱下矩形单向扩展基础底板弯矩的计算方法是一种精确的方法 ,同时也是一种繁琐的方法。推导出一种柱下单向偏心矩形扩展基础底板弯矩的近似、简化计算方法 ,在施工图审查时通过该方法的灵活运用能方便地找到施工图中存在的方向性错误。

WTF软件风电机组圆形扩展基础配筋计算

机组塔架地基基础设计软件(WTF软件)作为国内首款专业风电机组塔架地基基础设计软件,是我国第一本风电机组基础设计规范《风电机组地基基础设计规定(试行)》的配套、扩充,在当前的风电场建设中得到非常广泛的应用。结合WTF软件的计算原理,通过具体的工程算例,对目前风电场机组塔架基础设计中所存在的问题——圆形扩展基础的配筋计算,进行了简要的分析,以期为我国风电机组基础设计者提供帮助。

风积砂地基扩展基础上拔机理及计算模式

对风积砂地基扩展基础在上拔荷载作用下进行了室内模型试验 ,分析研究了土中应力、位移、破坏形式 ,并提出其强度机理及极限上拔力的计算公式。

风机混凝土扩展基础施工冷缝缺陷检测与评估技术

风机混凝土扩展基础结构具有大体积、钢筋分布密集等特点,加之现场施工条件的局限,常会出现施工冷缝和蜂窝孔洞等施工缺陷,为结构安全运营造成严重的安全隐患。针对这些施工缺陷,目前尚无成熟的检测和评估方法。本研究在充分考虑风机基础混凝土结构特点的基础上,首次将国内外较先进的混凝土冲击回波检测技术应用于风机基础混凝土检测领域,结合小范围钻芯取样验证的方法,确定了基础施工缺陷;并参照美国混凝土结构设计标准ACI318-2008的方法对风机混凝土扩展基础结构的安全性进行评价。实践证明冲击回波检测与钻芯取样相配合可以应用于风机混凝土现场缺陷检测。

确定扩展基础基底尺寸的一种解析解法

针对传统的确定扩展基础基底面积的逐次渐进试算法在计算效率等方面的不足,根据极限状态设计原则和中国国家标准《建筑地基基础设计规范》要求,分别提出中心荷载和偏心荷载条件下扩展基础基底面积计算的一种简洁的解析求解新方法。该法将承载力验算公式转换为一元三次不等式和一元四次不等式,从而理论上可分别采用Cardan公式法或Ferrari法进行求解。简便起见,也可借助MAPLE等数学软件,快速和精确地得到满足验算要求的基底面积下限解答。通过算例对比分析,验证了该法的优越性,为基础工程优化设计提供新的参考。